[农学]中国药科大学分析化学课件—11 红外分光光度法.pptVIP

第十一章 红外分光光度法 第一节 红外分光光度法基本原理 第二节 各种化合物的典型光谱 第三节 红外光谱解析方法与示例 第一节 红外分光光度法基本原理 一、吸收峰位置 （一）吸收峰的位置（峰位） 即振动能级跃迁所吸收的红外线的波长或波数 1．基本振动频率 讨论： 续前 2．基频峰分布图 （二）影响吸收峰位的因素 1．内部因素： （1）诱导效应（吸电效应）： 使振动频率移向高波数区 续前 （2）共轭效应： 使振动频率移向低波数区 续前 （3）氢键效应：使伸缩频率降低 分子内氢键：对峰位的影响大 不受浓度影响 续前 分子间氢键：受浓度影响较大 浓度稀释，吸收峰位发生变化 续前 （4）杂化的影响： 杂化轨道中s轨道成分↑，键能↑，键长↓，υ↑ 续前 （5）分子互变结构 （6）振动偶合 费米共振 续前 2．外部因素： 受溶剂的极性和仪器色散元件性能影响 溶剂极性↑，极性基团的伸缩振动频率↓ 色散元件性能优劣影响相邻峰的分辨率 （三）特征区与指纹区 1．特征区（特征频谱区）：4000~1250cm-1的高频区 包含H的各种单键、双键和三键的伸缩振动及面内弯曲振动 特点：吸收峰稀疏、较强，易辨认 注：特征峰常出现在特征区 2．指纹区： 1250~400cm-1的低频区 包含C—X（X：O，H，N）单键的伸缩振动及各种 面内弯曲振动 特点：吸收峰密集、难辨认→指纹 注：相关峰常出现在指纹区 二、吸收峰强度 （一）吸收峰强的表示方法 （二）影响峰强度的因素 图示 续前 注：影响偶极矩大小的因素 1）化学键连有原子电负性的大小 电负性差别↑， Δμ ↑，峰↑ 2）分子的对称性 完全对称的结构，Δμ=0，产生红外非活性振动 不对称的结构，Δμ≠0，产生红外活性振动 第二节 各种化合物的典型光谱 一、脂肪烃类化合物 二、芳香族化合物 三、醇、酚、醚 四、羰基化合物 五、含氮化合物 一、脂肪烃类化合物 （一）烷烃 1. C-H伸缩振动 2. C-H弯曲振动 3. C-C骨架振动 续前 4）甲基与芳环或杂原子相连： 诱导效应：吸电子的诱导效应使吸收峰位移向高波数区 斥电子的诱导效应使吸收峰位移向低波数区 续前 （二）烯烃 1．C-H振动 2．C=C骨架振动 续前 （三）炔烃 1．C-H振动 2．C≡C骨架振动 示例 二、芳香族化合物 1．芳氢伸缩振动 2．芳环骨架伸缩振动——确定苯环存在 续前 3．芳氢弯曲振动——判断苯的取代形式 单取代 双取代 邻取代 对取代 间取代 多取代 续前 1. 单取代 (含5个相邻H) 续前 2. 双取代 邻取代（4个相邻H） 间取代（3个相邻H，1个孤立H） 对取代（2个相邻H） 图示 3. 多取代 示例 三、醇、酚、醚 （一）醇、酚 1．O-H伸缩振动： 2．C-O伸缩振动： 续前 （二）醚 1．链醚和环醚 2．芳醚和烯醚 示例 四、羰基化合物 （一）酮、醛、酰氯 1．酮 2．醛 3．酰氯 示例 续前 （二）羧酸、酯、酸酐 1．羧酸 2．酯 3．酸酐 示例 五、含氮化合物 （一）胺 特征区分→ 示例 续前 （二）酰胺 特征区分→ 示例 续前 （三）硝基 （四）腈 第三节 红外光谱解析方法 一、IR光谱解析方法 二、IR光谱解析实例 一、IR光谱解析方法 1．已知分子式计算不饱和度 不饱和度意义： 续前 例1：苯甲醛（C7H6O）不饱和度的计算 续前 2．红外光谱解析程序 先特征、后指纹；先强峰，后次强峰；先粗查，后 细找；先否定，后肯定;寻找有关一组相关峰→佐证 先识别特征区的第一强峰，找出其相关峰，并进行 峰归属 再识别特征区的第二强峰，找出其相关峰，并进行 峰归属 图示 图示 二、IR光谱解析实例 练习 : 某化合物C9H10O，其IR光谱主要吸收峰位为3080， 3040，2980，2920，1690（s），1600，1580，1500， 1370，1230，750，690cm-1，试推断分子结构 解: 示例 续前 解： 续前 峰归属如下： 续前 示例 续前 解: 续前 续前 练习 （书后P276题14） 续前 解： 练习 （书后P276题15） 续前 解： 续前 故峰的归属如下： 续前 注：酚还具有苯环特征 共轭效应使吸收峰→低波数区 环酮：环张力↑，吸收峰→高波数区 共轭效应使吸收峰→低波数区